覃小玲

(中山大學(xué) 新華學(xué)院，廣東 東莞 523133)

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廣州市居民生活能源消費碳排放核算研究

覃小玲

(中山大學(xué) 新華學(xué)院，廣東 東莞 523133)

摘要：根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《省級溫室氣體排放清單編制指南》中化石燃料燃燒活動的部門核算方法，以收集到的廣州市活動水平數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，估算了廣州市2005～2014年居民生活能源消費CO2排放量。結(jié)果表明：廣州市家庭碳排放由2005年的686.2×104 t上升至2014年的1891.1×104 t，年均增長率達(dá)15.4 %。同時，將部門方法與參考方法的結(jié)果進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)兩種方法核算結(jié)果的相對偏差在20%范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：廣州；生活能源消費；碳排放

1引言

盡管頒布了一系列關(guān)于溫室氣體減排的多邊制度和國家政策，但相對于1970～2000年人為溫室氣體年均1.3 %的排放增長率，2000～2010年年均增長率上升為2.2 %，以致2010年人為溫室氣體排放量達(dá)490億tCO2當(dāng)量[1]。全球CO2濃度的增加主要是由于化石燃料的使用，并且全球溫度的升高很可能是由于人為溫室氣體濃度增加所導(dǎo)致[2]。因此，控制人為溫室氣體排放是減緩氣候變化的重要一環(huán)。居民生活消費碳排放作為城市碳排放一個不可忽視的組成部分，在歐美國家，生活消費碳排放占城市碳排放總量的30 %～40 %[3]；在英國，倫敦市家庭碳排放是最大的排放源，占倫敦總排放量的38 %[4]，并且英國城鎮(zhèn)居民碳排放明顯高于農(nóng)村居民[5]；在我國，城鄉(xiāng)居民生活能源碳排放呈上升趨勢，1995～2010年年均排放增長率達(dá)8.0 %[6]。而隨著城市化水平和人居生活水平的提高，居民生活消費相關(guān)的排放量呈現(xiàn)逐年遞增趨勢[7]。因此，居民生活能源消費碳排放研究對溫室氣體減排具有重要意義。

居民生活碳排放核算研究，在國家層面上，主要集中于碳排放在一定時期內(nèi)的變化趨勢、變化特征、影響因素及人均排放等方面的研究[8～11]，也有部分研究單獨針對農(nóng)村居民生活消費產(chǎn)生的碳排放[12～13]。在區(qū)域?qū)用嫔希饕谏钕M直接碳排放、間接碳排放、空間自相關(guān)性、城鄉(xiāng)碳排放差異等方面進(jìn)行了相關(guān)分析。而在城市層面上，北京、南京、上海、天津、開封、德州、昆明、廈門等城市展開了相關(guān)探索[14～26]，其研究需要的能耗數(shù)據(jù)來自統(tǒng)計年鑒或?qū)嵉貑柧碚{(diào)查，核算方法主要包括模型法和碳排放系數(shù)法。

廣州作為中國南方第一大城市，初步建成具有較強(qiáng)全球輻射力的國際商貿(mào)中心和我國南方對外政治、經(jīng)濟(jì)、文化交流的核心門戶。廣州市在居民生活消費碳核算的研究較為缺乏，主要集中在影響因素[27]、排放特征[28]、空間差異[29]等方面，大多采用政府間氣候變化專門委員會(IPCC)提供的缺省方法與排放系數(shù)，對于采用適用于我國碳排放估算方法的研究較少，且在不確定性分析上較為鮮見。因此，結(jié)合我國省級碳排放核算的部門方法和參考方法指南，對廣州市2005～2014年居民生活碳排放進(jìn)行測算、分析與驗證，具有一定理論研究意義，研究結(jié)果不僅可引導(dǎo)居民走向低碳消費生活模式，也可以為廣州市低碳城市建設(shè)和相關(guān)決策提供一定理論依據(jù)。

2核算方法與數(shù)據(jù)來源

2.1居民生活消費碳排放的界定

碳排放指溫室氣體的排放，本研究僅考慮CO2排放。目前國內(nèi)外學(xué)術(shù)界對家庭碳排放進(jìn)行了一系列研究，但對于家庭碳排放的研究內(nèi)容與邊界尚未形成共識[30]。基于前人研究[10，14，20，21，30]，居民生活碳排放包括直接排放和間接排放，直接排放指以照明、制冷、供暖、炊事、出行等為目的而直接消費能源而產(chǎn)生的碳排放，直接排放又可分為住房和交通兩個部分[31]；間接排放來源于非能源商品和服務(wù)在全生命周期中所消耗的能源。本研究基于廣州市可獲取的數(shù)據(jù)，僅考慮與住房相關(guān)的直接能源消費碳排放，其能源消費類型分為一次能源和二次能源，主要包括煤炭、液化石油氣(LPG)、煤氣、天然氣和電力。

2.2居民生活碳排放核算方法

本研究居民生活碳排放估算方法主要以國家發(fā)改委發(fā)布的《省級溫室氣體排放清單編制指南(試行)》[32]為方法學(xué)指導(dǎo)，采用部門方法與參考方法相結(jié)合。部門方法是一種自下而上(bottom-up)需要依據(jù)行業(yè)、技術(shù)、燃燒條件及燃料屬性等確定排放因子，且計算精度相對較高、不確定性程度相對較低的方法[33]。而參考方法是一種自上而下(top-down)相對較易獲取統(tǒng)計數(shù)據(jù)和計算的方法，一般用于部門方法的驗證和交叉檢查[33]。將兩種計算方法得出的碳排放量結(jié)果進(jìn)行比較，若出現(xiàn)明顯差異，則說明核算過程采用的能源消費量、低位熱值量、含碳量及氧化率等數(shù)據(jù)可能存在問題。部門方法計算公式如下：

(1)

公式(1)中，ADi表示居民生活分品種能源消費量，TJ或kW·h，化石燃料消費量由化石燃料消費的實物量與低位發(fā)熱值確定；EFi為居民生活部門分品種能源的CO2排放因子，kg/TJ或kg/kW·h，化石燃料排放因子基于各種化石燃料品種的含碳量及主要燃燒設(shè)備的碳氧化率確定，電力排放因子根據(jù)不同年份不同區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子確定；i表示能源類型。參考方法計算公式如下：

憂生活消費碳排放量=AD×EF

(2)

公式(2)中，AD表示居民生活能源消費總量，kg標(biāo)準(zhǔn)煤；EF表示居民生活部門CO2排放因子，kg/ kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

2.3數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)包括2005～2014年廣州市居民生活消費分品種能源量及相應(yīng)的低位熱值量、含碳量與氧化率。其中，分品種能源量來自廣州統(tǒng)計年鑒[34]和廣州統(tǒng)計信息網(wǎng)中的年度報表[35]，低位熱值取自《中國能源統(tǒng)計年鑒2014》[36]，含碳量和氧化率均取自《省級溫室氣體排放清單編制指南(試行)》[32]，具體數(shù)值見表1。

表1　不同燃料類型的低位熱值、含碳量和氧化率

注：*為原煤、洗精煤和洗中煤的平均值； *單位為kJ/m3。

電力消費過程沒有直接CO2排放，廣州市的電力并非全部來自火電，對于非火電部分排放要進(jìn)行相應(yīng)扣減，2007～2014年南方區(qū)域電網(wǎng)電力的CO2排放因子來自中國清潔發(fā)展機(jī)制網(wǎng)[37]，2005～2006年排放因子由于不可獲取而根據(jù)2007～2014年數(shù)據(jù)進(jìn)行推算。2005～2007年標(biāo)準(zhǔn)煤排放因子來自胡初枝等[38]，2008年及后的標(biāo)準(zhǔn)煤排放因子取自馮蕊等[22]。

3結(jié)果分析

3.1分年份居民生活消費碳排放

圖1為廣州市2005～2014年居民生活能源消費CO2排放量，整體上呈現(xiàn)上升趨勢，由2005年的686.2×104t上升至2014年的1891.1×104t，年均增長率達(dá)15.4 %。同期廣州市人均可支配收入由2005年的1.8萬元增加到2014年的4.6萬元，年均增長率為10.8 %[35]，居民生活消費碳排放的持續(xù)上升與居民收入水平的增加可能存在一定關(guān)系[28]。圖1中還顯示了2009-2010年廣州市居民生活碳排放量猛然上升趨勢，由2009年的828.6×104t上升至2010年的1663.9×104t，這主要與2010年廣州市居民生活電力消費的大量增加有關(guān)。

3.2分能源品種居民生活消費碳排放

圖1　廣州市2005～2014居民生活碳排放總量

圖2為廣州市2005～2014年分能源品種居民生活消費CO2排放量。由圖可知，首先，電力對居民生活碳排放的貢獻(xiàn)最大，高達(dá)73.9 %～85.9 %，這可能是因為空調(diào)、電磁爐、微波爐、電熱水器等多種類大功率家用電器逐漸進(jìn)入家庭，導(dǎo)致電力消耗量也逐年上升，家庭用電量是影響居民生活消費CO2排放的主導(dǎo)因素[19]。其次，天然氣的碳排放量與煤氣的碳排放量此起彼伏，這可能與管道煤氣和更清潔的管道天然氣的循序推進(jìn)有關(guān)。再者，由于炊事燃煤的使用量逐年下降，由2005年的12.9×104t降至2014年的0.3×104t，并且居民環(huán)保意識的增加和政府對使用潔凈能源的鼓勵，使得2007年后煤炭CO2排放量不足0.1 %。

圖2　廣州市2005～2014年居民生活分能源品種CO2排放量

3.3參考方法核算結(jié)果

利用參考方法估算廣州市居民生活消費碳排放量，2005～2014年其總量整體呈現(xiàn)上升趨勢，由2005年的809.1×104t上升到2014年的2082.0×104t，年均增長率為11.4 %。由表2可知，兩種計算方法計算的碳排放量在2005～2014年均存在不同程度的相對偏差，但基本控制在20 %的可接受范圍內(nèi)，并無顯著差異。造成計算結(jié)果差異的原因主要有兩個方面，一方面，二者采用的能源統(tǒng)計數(shù)據(jù)不相同，部門方法采用的是分品種能源消費數(shù)據(jù)，參考方法直接采用居民生活總能源消費數(shù)據(jù)。另一方面，二者采用的排放因子亦有區(qū)別，前者采用分能源品種由碳含量與氧化率所確定的排放因子，后者則直接采用IPCC提供的缺省值。

4不確定性分析

在獲取活動水平數(shù)據(jù)和排放因子的過程中由于存在統(tǒng)計誤差、試驗誤差或估算方法的局限性，因此會造成碳排放結(jié)果的不確定性[39]。不確定性分析是構(gòu)成一個完整碳排放核算過程的重要環(huán)節(jié)。不確定性分析方法包括定性分析法、半定量分析法和定量分析法。由于本研究缺乏采用定量分析法需要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，因此對廣州市居民生活碳排放結(jié)果進(jìn)行定性不確定性分析。

表2　部門方法與參考方法結(jié)果比較

居民生活碳排放與能源消費量、低位熱值、含碳量及氧化率等密切相關(guān)。不同統(tǒng)計口徑的能源消費量數(shù)據(jù)可能存在不一致，而活動水平的不確定會導(dǎo)致排放結(jié)果的不確定。煤炭低位熱值與含碳量的選取是根據(jù)不同煤種取平均值得到，這可能與廣州市的實際情況存在一定差異。對于生活消費部門，廣州市統(tǒng)計資料中沒有相關(guān)能源品種消費信息和數(shù)據(jù)的，本研究認(rèn)為沒有此類能源的消耗，因此僅核算了電力、煤炭、LPG、煤氣、天然氣等能源的碳排放，這可能會造成排放結(jié)果的低估。本研究在LPG、煤氣、天然氣等燃料的CO2排放上采用了IPCC的缺省排放因子，未體現(xiàn)本地化特征，其不確定性相對較大，而電力排放估算采用中國區(qū)域電網(wǎng)排放因子，其不確定性相對較小。此外，本研究考慮了不同燃料類型的氧化率，有利于降低估算結(jié)果的不確定性。因此，盡可能采用統(tǒng)一口徑的活動數(shù)據(jù)與本地化排放因子，考慮更全面的能源類型是今后研究改進(jìn)的方向。

5結(jié)論與建議

(1) 利用部門方法計算廣州市居民生活消費CO2排放量，由2005年的686.2×104t上升至2014年的1891.1×104t，年均增長率達(dá)15.4 %，其整體趨于上升，并且電力導(dǎo)致的碳排放在總排放量中占絕對優(yōu)勢，達(dá)73.9 %～85.9 %。

(2) 比較了部門方法與參考方法的估算結(jié)果，二者相對偏差基本在20 %以內(nèi)，CO2排放量計算結(jié)果相差不顯著。

(3) 為促進(jìn)廣州市低碳城市建設(shè)，建議繼續(xù)更大范圍推進(jìn)潔凈能源的使用和提高更廣大居民的環(huán)保意識；倡導(dǎo)合理使用大功率家用電器，節(jié)約用電；此外，轉(zhuǎn)變居民生活習(xí)慣和觀念認(rèn)知，引導(dǎo)低碳消費模式和生活方式；基于廣州碳排放權(quán)交易所平臺，采用激勵手段，將居民生活碳排放納入碳交易體系。

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收稿日期：2016-04-18

作者簡介：覃小玲(1986—)，女，碩士，助教，主要從事溫室氣體清單及協(xié)同效益方面的教學(xué)與研究工作。

中圖分類號：F062.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)12-0073-04

Research on Estimation of Carbon Emissions on Household Energy Consumption in Guangzhou

Qin Xiaoling

(XinhuaCollegeofSunYat-senUniversity,Dongguan523133,China)

Abstract:Under the context of addressing global climate change, development of low-carbon city is one key procedure. Based upon the collected activity data,a household CO2 emission inventory between 2005 and 2014 was estimated for Guangzhou with the use of the sector-based method ofGuidelines for Provincial Greenhouse Gas Emission Inventoriesissued by the National Development and Reform Commission. The results showed that the household CO2 emission increased from 6.86 million tons to 18.91 million tons during the past ten years from 2005 to 2014, with an average annual growth rate of 15.4%. Meanwhile, a comparison was made between the estimated emissions by using sector-based method and referenced method. The results indicated that the relative deviations were at the range of 20%.

Key words:Guangzhou; household energy consumption; carbon emissions